[發(fā)明專利]一種超彈性合金局部增強(qiáng)混凝土抗震柱的制備方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 201810735647.7 | 申請日： | 2018-07-06 |
| 公開（公告）號： | CN108998694A | 公開（公告）日： | 2018-12-14 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 劉記立;徐瑾儒;汪震;邵彩霞;黃維 | 申請（專利權(quán)）人： | 武漢理工大學(xué) |
| 主分類號： | C22C9/05 | 分類號： | C22C9/05;C22C1/02;C22F1/08;E04C5/02;E04C3/34 |
| 代理公司： | 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102 | 代理人： | 王守仁 |
| 地址： | 430070 湖*** | 國省代碼： | 湖北;42 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 超彈性合金 局部增強(qiáng) 抗震柱 制備 混凝土 鋼筋 籠子 混凝土柱結(jié)構(gòu) 混凝土漿料 混凝土柱子 合金結(jié)構(gòu) 恢復(fù)能力 混凝土柱 局部區(qū)域 生命財(cái)產(chǎn) 原料制備 中間合金 變形的 純金屬 大變形 好模板 純鋁 純錳 純銅 等大 減小 筋條 受彎 吸能 地基 澆筑 合金 坍塌 養(yǎng)護(hù) 承載 地震 爆炸 替代 | ||
1.一種超彈性合金局部增強(qiáng)混凝土抗震柱的制備方法，其特征是以純銅、純鋁、純錳等其他純金屬或中間合金為原料制備出Cu-Al-Mn-X超彈性合金作為增強(qiáng)筋條，用于替代混凝土柱子中受彎矩較大的局部區(qū)域的鋼筋，制成鋼筋-合金結(jié)構(gòu)籠子后并立好模板，以相當(dāng)于結(jié)構(gòu)籠子質(zhì)量10～20倍的混凝土漿料澆筑為鋼筋-合金混凝土柱，待養(yǎng)護(hù)好后即可獲得Cu-Al-Mn-X超彈性合金局部增強(qiáng)混凝土抗震柱。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述超彈性合金局部增強(qiáng)混凝土抗震柱的制備方法，其特征是所述Cu-Al-Mn-X超彈性合金的合金元素成分質(zhì)量比例為：
Al含量為8wt.％～10wt.％，Mn含量為8wt.％～13wt.％，X元素含量為0～3wt.％，其余為Cu；其中X元素為Fe、Zn、Ni或Ti。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述超彈性合金局部增強(qiáng)混凝土抗震柱的制備方法，其特征在于該抗震柱的橫截面為矩形、圓形、工字型、L型或者T型中的一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述超彈性合金局部增強(qiáng)混凝土抗震柱的制備方法，其特征在于采用以下方法制備Cu-Al-Mn-X超彈性合金棒材：
步驟(1)制備Cu-Al-Mn-X合金棒材：
采用Cu-Al-Mn-X超彈性合金的合金元素成分質(zhì)量比例的純金屬為原料，純金屬包括純銅、純鋁、純錳、純鋅、純鎳、純鐵，或者采用包括Cu-Mn合金、Cu-Al合金中間合金為原料，經(jīng)熔煉爐熔煉后，澆注到底部為循環(huán)水冷卻、四周加熱到1000～1100℃的石墨或陶瓷結(jié)晶器中，制成直徑為100～1000mm，高為200mm～1000mm的Cu-Al-Mn-X超彈性合金鑄錠，
采用的熱成形工藝：采用熱旋鍛、熱拉拔或熱軋制加工方法制成棒材，熱加工溫度700～800℃；然后加熱到700～900℃退火保溫0.5～2h后水淬，再采用低溫時(shí)效處理加熱到250～400℃保溫10～60min后淬火，最終制備出的合金在室溫下具有超彈性應(yīng)變?yōu)?％～9％、屈服強(qiáng)度為300MPa～500MPa的Cu-Al-Mn-X合金棒材，
Cu-Al-Mn-X超彈性合金的合金元素成分質(zhì)量比例為：
Al含量為8wt.％～10wt.％，Mn含量為8wt.％～13wt.％，X元素含量為0～3wt.％，其余為Cu；其中X元素為Fe、Zn、Ni或Ti；
步驟(2)制備合金筋條：
根據(jù)需要，將Cu-Al-Mn-X合金棒材或者線材加工成尺寸滿足混凝土結(jié)構(gòu)規(guī)范對鋼筋的要求的合金筋條，合金筋條表面進(jìn)行粗糙化處理，增強(qiáng)合金筋條與混凝土漿料的粘接能力；
步驟(3)制作鋼筋-合金籠子：
將制備的Cu-Al-Mn-X合金筋條置于鋼筋混凝土柱結(jié)構(gòu)受彎矩較大的區(qū)域，用來替代混凝土柱中的鋼筋；鋼筋和合金筋條之間采用焊接、栓接或者螺紋鉚接的方法進(jìn)行連接，相平行的鋼筋或合金筋條之間采用細(xì)鋼制箍筋連接；
步驟(4)制備合金增強(qiáng)混凝土抗震柱：
根據(jù)工程需要確定抗震柱的截面并立好模板，檢查模板接縫平整后澆筑混凝土漿料，混凝土漿料采用符合普通或者特種混凝土標(biāo)準(zhǔn)的均可，等漿料凝固達(dá)到強(qiáng)度的75％后，拆除模板，養(yǎng)護(hù)好后即可。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的超彈性合金局部增強(qiáng)混凝土抗震柱的制備方法，其特征在于步驟(2)中，所述合金筋條表面進(jìn)行粗糙化處理是：將合金筋條表面通過機(jī)加工方式加工出深1mm寬2mm的凹凸小槽，或者進(jìn)行涂樹脂和粗砂的混合物處理，樹脂和粗砂的質(zhì)量比例為1:2～4。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的超彈性合金局部增強(qiáng)混凝土抗震柱的制備方法，其特征在于步驟(1)中，所述的合金制備方法采用定向凝固法、塑性成型加工和低溫時(shí)效強(qiáng)化方法。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的超彈性合金局部增強(qiáng)混凝土抗震柱的制備方法，其特征在于步驟(3)中，所述受彎矩較大的區(qū)域是指在普通的混凝土制作中所需的鋼筋籠子中用合金筋條替代局部區(qū)域的鋼筋，這里所述的局部區(qū)域是指在整個(gè)柱子在應(yīng)用中，受到橫向均布載荷時(shí)，在彎矩相當(dāng)于柱子最大彎矩的70％～100％的跨度區(qū)域用合金筋條來替代。
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